論文の概要: Corner Charge Fluctuation as an Observable for Quantum Geometry and Entanglement in Two-dimensional Insulators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.17023v2
- Date: Thu, 29 Aug 2024 17:34:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-30 18:47:03.386786
- Title: Corner Charge Fluctuation as an Observable for Quantum Geometry and Entanglement in Two-dimensional Insulators
- Title（参考訳）: 二次元絶縁体における量子幾何学と絡み合いの観測可能なコーナー電荷ゆらぎ
- Authors: Pok Man Tam, Jonah Herzog-Arbeitman, Jiabin Yu,
- Abstract要約: 粒子数のような保存電荷の2部ゆらぎを測定することは、量子系を理解するための強力なアプローチである。
ここでは、非相互作用電子の一般格子系に対して、角電荷のゆらぎが量子幾何学に直接関係していることを確立する。
自由フェルミオンに対しては、角絡みエントロピーのレンズを通して量子幾何学と量子情報の間の顕著な接続を明らかにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5120567378386615
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Measuring bipartite fluctuations of a conserved charge, such as the particle number, is a powerful approach to understanding quantum systems. When the measured region has sharp corners, the bipartite fluctuation receives an additional contribution known to exhibit a universal angle-dependence in 2D isotropic and uniform systems. Here we establish that, for generic lattice systems of noninteracting electrons, the corner charge fluctuation is directly related to quantum geometry; we further generalize the conclusion to interacting systems for the case where there is one atom per unit cell. We first provide a practical scheme to isolate the corner contribution on lattices, and analytically prove that its angle-dependence in the small-angle limit measures the integrated quantum metric exclusively. A model of a compact obstructed atomic insulator is introduced to illustrate this effect analytically, while numerical verification for various Chern insulator models further demonstrate the experimental relevance of the corner charge fluctuation in a finite-size quantum simulator as a probe of quantum geometry. Last but not least, for free-fermions, we unveil a remarkable connection between quantum geometry and quantum information through the lens of corner entanglement entropies.
- Abstract（参考訳）: 粒子数のような保存電荷の2部ゆらぎを測定することは、量子系を理解するための強力なアプローチである。
測定された領域が鋭い角を持つとき、バイパルタイト変動は、2D等方性と均一系の普遍的な角度依存性を示すことが知られている追加の寄与を受ける。
ここでは、非相互作用電子の一般格子系に対して、角電荷のゆらぎは量子幾何学と直接関係していることを確立し、単位セル毎に原子が1つ存在する場合の相互作用系への結論をさらに一般化する。
まず、格子上のコーナーコントリビューションを分離する実用的なスキームを提案し、その角依存性を小角極限で解析的に証明し、積分量子計量を専ら測定する。
量子幾何学のプローブとして、有限サイズの量子シミュレータにおける角電荷変動の実験的関連性を、チャーン絶縁体モデルに対する数値的な検証によりさらに示しながら、この効果を解析的に示すために、コンパクトな閉塞原子絶縁体のモデルを紹介した。
最後に、自由フェルミオンに対しては、角絡みエントロピーのレンズを通して量子幾何学と量子情報の間の顕著な接続を明らかにする。
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